Curso Sistema Hidraulico Direccion Cargador 950g Caterpillar

Lección 3: Sistema hidráulico de dirección del Carga Cargado dorr de Rueda Ruedass 950G 950G Introducción Esta lección presenta la nomenclatura, las funciones de los componentes y la operación del sistema de dirección LS/PC (con HMU) usado actualmente en el Cargador de Ruedas 950G.

Objetivos Al terminar esta lección, el estudiante podrá: 1. Identificar Identificar los component componentes es del sistema sistema hidráulico hidráulico de dirección LS/PC del Cargador de Ruedas 950G. 2. Definir Definir la función del sistema sistema hidráulico hidráulico de dirección dirección LS/PC del Cargador de Ruedas 950G, en todas las posiciones del volante de dirección. 3. Trazar Trazar el flujo de aceite aceite a través través del sistema sistema hidráulico hidráulico de dirección LS/PC del Cargador de Ruedas 950G, en todas las posiciones del volante de dirección. 4. Realizar Realizar los procedimient procedimientos os de pruebas y ajustes, ajustes, como como se indica en el Manual de Servicio.

Material de referencia La información de servicio para las máquinas usadas en las prácticas de taller.

Herramientas Las herramientas apropiadas, como se indica en la información de servicio para las máquinas usadas en las prácticas de taller.

G 0 5 9 s a d e u R e d r o d a g r a C l e d n ó i c c e r i d e d o c i l u á r d i h a m e t s i S : 3 n ó i c c e L

Unidad 2 Lección 3

2-3-2

Sistemas Hidráulicos de la Máquina

COMPONENTES DEL SISTEMA DE DIRECCIÓN VÁLVULA DE CONTROL DE DIRECCIÓN

TANQUE HIDRÀULICO

BOMBA DE DOSIFICACIÓN VÁLVULAS NEUTRALIZADORAS

BOMBA DE DIRECCIÓN

CILINDRO DE DIRECCIÓN

SISTEMA PILOTO SISTEMA PRINCIPAL SISTEMA SECUNDARIO COMÚN PARA TODOS LOS SISTEMAS

MOTOR Y BOMBA DE DIRECCIÓN SECUNDARIA

VÁLVULA DE DIRECCIÓN SECUNDARIA

Fig. 2.3.1 Componentes del sistema de dirección

La figura 2.3.1 muestra los componentes del sistema de dirección de los Cargadores de Ruedas 950G y 962G.

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Fig. 2.3.2 Bomba de dirección

La bomba de dirección (1) es una bomba de pistones variable, montada en la parte trasera de la bomba de la transmisión (2), al lado derecho superior de la transmisión (3). El aceite fluye a la bomba desde el tanque, a través de una manguera de succión y del tubo de entrada de la bomba (4). Desde la bomba, el aceite fluye a la válvula de control de dirección dentro del bastidor derecho. En la figura también se muestran la bomba principal del implemento (5) y la bomba de los frenos y piloto (6).

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Fig. 2.3.3 HMU (parte delantera, debajo de la cabina)

La Unidad de Dosificación Manual (HMU) (1) está conectada en la parte inferior de la columna de dirección y se encuentra debajo en la parte delantera de la cabina. Cuando se gira el volante de dirección, la HMU envía aceite piloto al carrete de control de dirección en la válvula de control de dirección, lo cual hace que el carrete se mueva y que la máquina gire. La HMU también envía aceite de presión de señal, a través de la manguera de señal (2), a la válvula compensadora en la bomba de dirección. Esta presión de señal se puede medir en la toma de presión (3).

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6 3 8 4 5

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Fig. 2.3.4 Válvula de control de dirección (riel del bastidor derecho)

La válvula de control de dirección (1) se encuentra en el riel del bastidor derecho, encima del tanque hidráulico. El aceite de la bomba fluye, a través de una manguera de suministro (2), a la válvula de control de dirección. El aceite piloto fluye desde la válvula de control de dirección, por la manguera de suministro (3), a la HMU. Cuando el volante de dirección se gira a la izquierda, la HMU envía el aceite piloto por la manguera de giro a la izquierda (4), para mover el carrete de control de dirección, para un giro a la izquierda. Cuando el volante de dirección se gira a la derecha, la HMU envía el aceite piloto por la manguera de giro a la derecha (5), para mover el carrete de control de dirección, para un giro a la derecha. En la figura también se muestran la válvula de alivio auxiliar de dirección (6), la manguera de retorno al tanque (7), la manguera de drenaje de la HMU (8) y la tubería de presión de señal (9).

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Fig. 2.3.5 Válvulas neutralizadoras (bastidor trasero)

Las dos válvulas neutralizadoras (1) están montadas en el bastidor trasero. Cada válvula neutralizadora tiene un deflector ajustable (2), montado en el bastidor delantero. Cuando la máquina realiza un giro completo (a la izquierda o a la derecha), el respectivo deflector hará contacto con la válvula neutralizadora en el extremo de la articulación. El deflector mueve la válvula neutralizadora y bloquea el flujo de aceite al carrete de control de dirección. Con el flujo de aceite bloqueado, el resorte centrador del carrete de control de dirección centra el carrete, y la máquina detiene el giro. En la figura también se muestran los acumuladores de servicio de los frenos (3).

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Fig. 2.3.6 Cilindro de dirección derecho

La válvula de control de dirección (1) envía aceite al cilindro de dirección derecho (2) y al cilindro de dirección izquierdo (no mostrado). El extremo del vástago del cilindro está conectado al bastidor delantero (3) y el extremo de la cabeza al bastidor trasero (4). En la figura también se muestra el filtro de aceite del sistema hidráulico (5).

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3

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Fig. 2.3.7 Componentes de dirección secundaria (dentro del bastidor izquierdo)

El interruptor de presión de dirección secundaria (1) y el de presión de dirección primaria están instalados en la válvula de dirección secundaria (3). La válvula de dirección secundaria se encuentra dentro del bastidor izquierdo, por encima de la bomba de dirección secundaria y del motor (4).

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2 3

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Fig. 2.3.8 HMU

La HMU se divide en dos secciones principales. La sección grande (1) es la de la válvula de giro, y la sección pequeña (2) es la de dosificación. La sección de la válvula de giro bloquea el aceite de la bomba cuando la HMU está en la posición neutral y envía el aceite a la sección de dosificación, y a la válvula de control de dirección cuando el volante de dirección se gira a la derecha o a la izquierda. El extremo derecho (3) está empernado al eje de la columna de dirección. La HMU se acciona al girar el volante de dirección. Los cuatro orificios de conexión hidráulica son: el de aceite piloto para giro a la izquierda (4), el de aceite piloto para giro a la derecha (5), el de suministro de aceite desde la válvula de control de dirección (6) y el de retorno al tanque (7).

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1

2

3

4

Fig. 2.3.9 HMU (sección de dosificación)

La sección de dosificación de la HMU (figura 2.3.9) consta del estator (1) y del rotor (2). El eje impulsor (3) está estriado al rotor. El extremo opuesto del eje impulsor se une a un pasador, que se sostiene por el carrete externo (4) en la sección de la válvula de giro (vea la figura 2.3.10).

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3

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6

5

Fig. 2.3.10 HMU (sección de la válvula de giro)

La sección de control de la válvula de giro de la HMU tiene el carrete interno (1) con conductos del carrete (2) y el carrete externo (3) con orificios (4). El carrete interno está estriado al eje del volante de dirección. El carrete externo se conecta, mediante un pasador, a la sección de dosificación. Cuando el carrete interno se inserta completamente en el carrete externo, las hojas de ballesta descentradas (5) se insertan en la ranura del manguito (6). Cuando el volante de dirección está fijo, la sección de control está en la posición neutral. No hay alineación entre los conductos del carrete interno y los orificios del carrete externo. Los carretes funcionan como una válvula de centro cerrado. Cuando el volante de dirección se gira a la derecha o a la izquierda, ciertos conductos en el carrete interno se alinean con orificios en el carrete externo, lo cual hace que el aceite de la bomba fluya a través de ellos. Cuando se libera el volante de dirección, la hoja de ballesta gira el carrete externo nuevamente a la posición neutral.

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1

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Fig. 2.3.11 HMU (caja de la válvula)

En la caja de la válvula de giro de la HMU hay conductos (1) que envían aceite hacia y desde la sección de dosificación. También hay conductos tipo ranura (2) en la caja, en donde se envía aceite desde y hacia el grupo de válvula de giro. Cada ranura se conecta a uno de los orificios que llegan al lado de la caja.

Unidad 2 Lección 3

2-3-13


SISTEMA DE DIRECCI ÓN POSICIÓN FIJA HMU VÁLVULA NEUTRALIZADORA VÁLVULA DE RETENCIÓN VÁLVULA DE DIRECCIÓN

VÁLVULA

SECUNDARIA

NEUTRALIZADORA

BOMBA

L A L N U R O Ó V T I L Á N C V C O E C R I E D D E D

CILINDROS DE DIRECCIÓN

MOTOR Y BOMBA DE DIRECCIÓN SECUNDARIA TANQUE

Fig. 2.3.12 Diagrama de bloques del sistema hidráulico de dirección

El diagrama de bloques de la figura 2.3.12 muestra los componentes y el flujo de aceite del sistema hidráulico de dirección de los cargadores 950G y 962G. El circuito de dirección principal consta de la bomba de dirección, la válvula de control de dirección y los cilindros de dirección. La bomba de dirección extrae aceite del tanque y envía el flujo de aceite a la válvula de control de dirección. La válvula de control de dirección envía el aceite de la bomba de dirección a los cilindros de dirección y también suministra aceite al circuito piloto de dirección. Los componentes dentro de la válvula de control de dirección (vea la figura 2.3.13) incluyen la válvula de alivio de respaldo y las válvulas de alivio de dos vías. La válvula de alivio de protección protege el sistema respecto de la presión excesiva si ocurre un funcionamiento defectuoso en la válvula compensadora de la bomba. Las válvulas de alivio de dos vías limitan la presión máxima en los cilindros de dirección cuando el carrete de dirección está en la posición FIJA. El circuito piloto de dirección consta de la HMU, una válvula de retención y dos válvulas neutralizadoras. El aceite de suministro del sistema piloto proviene de la válvula de control de dirección. Cuando el volante de dirección se mueve hacia la izquierda o hacia la derecha, la HMU envía aceite piloto, a través de la respectiva válvula neutralizadora, a la válvula de control de dirección. El aceite piloto mueve el carrete de dirección dentro de la válvula de control de dirección, que envía aceite de suministro de la bomba a los cilindros de dirección. El sistema de dirección secundaria consta de la bomba y el motor de dirección secundaria y de la válvula de dirección secundaria. La válvula de dirección secundaria contiene dos válvulas de retención y además, el interruptor de presión de dirección primaria y el interruptor de presión de dirección secundaria.

Unidad 2 Lección 3

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SISTEMA DE DIRECCIÓN POSICIÓN FIJA VÁLVULA NEUTRALIZADORA IZQUIERDA

DEL SISTEMA DEL IMPLEMENTO

CARRETE SELECTOR VÁLVULA DE CONTROL DE DIRECCIÓN GRUPO DE BOMBA


VÁLVULA DE DESCONEXIÓN DE ALIVIO

HMU CARRTETE DIRECCIONAL ORIFICIO DE CONTROL DE FLUJIO MOTOR Y BOMBA DE DIRECCIÓN SECUNDARIA

VÁLVULA DE ALIVIO DE PROTECCIÓN

VARILLAJE MECÁNICO

Fig. 2.3.13 Diagrama del sistema hidráulico de dirección (POSICIÓN FIJA)

Cuando el motor está en funcionamiento y el sistema de dirección en la posición FIJA, la bomba de dirección extrae aceite del tanque hidráulico y fluye, a través de la válvula de dirección secundaria, a la válvula de alivio de respaldo y al carrete de dirección de la válvula de control de dirección. El aceite también fluye, a través del orificio de control de flujo de la válvula de control de dirección, a la HMU. Una pequeña cantidad de aceite fluye, entonces, al tanque hidráulico por un orificio de la HMU. La HMU y la bomba de dirección están conectadas mediante una tubería de aceite hidráulico. Esta tubería de aceite hidráulico hace que fluya el aceite de presión de señal a la válvula compensadora de presión y de flujo unida a la bomba de dirección. Si la presión de la señal de aceite es baja, la bomba de dirección disminuirá el caudal. Si la presión del aceite de señal es alta, la bomba de dirección aumentará el caudal. En la posición FIJA, el flujo de aceite desde la bomba de dirección hasta los cilindros de dirección se bloquea en el carrete de dirección de la válvula de control de dirección. En la posición FIJA, no hay presión de señal que se detecte en la válvula compensadora de la bomba de dirección. La bomba de dirección pasa a la posición de RESERVA DE PRESIÓN BAJA. En la posición de RESERVA DE PRESIÓN BAJA, la bomba produce suficiente flujo para compensar el drenaje en el sistema, y mantiene suficiente presión del sistema para proporcionar una respuesta instantánea cuando se gire el volante de dirección.

NOTA: La operación de la bomba de dirección se estudió en la lección No. 2.

Unidad 2 Lección 3

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SISTEMA DE DIRECCIÓN GIRO A LA IZQUIERDA


CARRETE SELECTOR

VÁLVULA DE CONTROL DE DIRECCIÓN

VÁLVULA NEUTRALIZADORA IZQUIERDA

GRUPO DE BOMBAS

VÁLVULA DE DIRECCI ÓN SECUNDARIA

VÁLVULA DE DESCONEXIÓN


DE ALIVIO

HMU

CARRETE DIRECCIONAL ORIFICIO DE CONTROL DE FLUJO


Fig. 2.3.14 Diagrama del sistema hidráulico de dirección (GIRO A LA IZQUIERDA)

Durante un GIRO A LA IZQUIERDA con el motor en funcionamiento, la bomba de dirección envía aceite de suministro, a través de la válvula de dirección secundaria, hasta la válvula de control de dirección y la HMU. Cuando el volante de dirección se gira hacia la izquierda para hacer un GIRO A LA IZQUIERDA, el aceite piloto fluye desde la HMU, por la válvula neutralizadora izquierda, hasta el carrete selector dentro de la válvula de control de dirección. El carrete selector se mueve hacia abajo y envía el flujo de aceite hacia el extremo superior del carrete de dirección. El carrete de dirección se mueve hacia abajo contra la fuerza del resorte centrador. Cuando el carrete de dirección se mueve hacia abajo, el aceite piloto y el aceite de la bomba de dirección principal fluyen a través del carrete de dirección. El aceite de la bomba de dirección fluye al extremo del vástago del cilindro de dirección izquierdo y al extremo de la cabeza del cilindro de dirección derecho. El aceite piloto fluye por un orificio en el carrete de dirección y puede combinarse con el aceite de la bomba de dirección a través de una válvula de retención. El aceite piloto también fluye de regreso, por el carrete selector, al extremo inferior del carrete de dirección para controlar su movimiento. Al mismo tiempo que fluye aceite a los dos cilindros de dirección, el aceite de regreso fluye del extremo de la cabeza del cilindro de dirección izquierdo y del extremo del vástago del cilindro de dirección derecho, por del carrete de dirección, de regreso al tanque hidráulico. La máquina hará un GIRO A LA IZQUIERDA.

Unidad 2 Lección 3

2-3-16


SISTEMA DE DIRECCIÓN GIRO COMPLETO A LA IZQUIERDA VÁLVULA NEUTRALIZADORA IZQUIERDA


PERCUTOR CARRETE SELECTOR


GRUPO DE BOMBAS



HMU CARRETE DIRECCIONAL ORIFICIO DE CONTROL DE FLUJO



Fig. 2.3.15 Diagrama del sistema hidráulico de dirección (GIRO COMPLETO A LA IZQUIERDA)

Durante un GIRO COMPLETO A LA IZQUIERDA con el motor en funcionamiento, el percutor izquierdo hace contacto con la válvula neutralizadora izquierda. La válvula neutralizadora se mueve a la posición cerrada y el flujo de aceite desde la HMU hasta la válvula de control se bloquea en la válvula neutralizadora izquierda. El carrete selector de dirección y el carrete de dirección regresan a la posición central. El flujo a los cilindros de dirección se bloquea en el carrete de dirección de la válvula de control de dirección y la máquina deja de girar. Las válvulas neutralizadoras evitan que el bastidor delantero de la máquina haga contacto con el bastidor trasero durante un giro completo a la derecha o a la izquierda.

Unidad 2 Lección 3

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SISTEMA DE DIRECCIÓN OPERACIÓN DE LA BOMBA SECUNDARIA GIRO GRADUAL A LA IZQUIERDA VÁLVULA NEUTRALIZADORA IZQUIERDA


CARRETE SELECTOR


GRUPO DE BOMBAS VÁLVULA DE DIRECCIÓN SECUNDARIA


HMU

CARRETE DIRECCIONAL ORIFICIO DE CONTROL DE FLUJO



Fig. 2.3.16 Diagrama del sistema hidráulico de dirección (operación de la bomba secundaria)

Si la bomba de dirección o el motor fallan, el interruptor de presión principal detectará la presión baja en el sistema de dirección. El interruptor de presión de dirección principal se cierra y envía una señal al sistema de verificación, que advierte de este hecho al operador. Después de un segundo de demora, el Módulo de Control de la Transmisión acciona el relé de la bomba de dirección secundaria y se activa el motor eléctrico. Al mismo tiempo, se ENCIENDE el indicador de dirección secundaria en el sistema de verificación. La bomba de dirección secundaria extrae aceite del tanque hidráulico. Luego, el aceite fluye a la válvula de dirección secundaria, que hace que se cierre la válvula de retención en la tubería hidráulica desde la bomba de dirección y se abra la válvula de retención en la tubería hidráulica, desde la bomba de dirección secundaria. La válvula de retención cerrada impide que fluya aceite de presión a la bomba de dirección. Desde la válvula de dirección secundaria el aceite fluye, a través de la válvula de dirección secundaria, hasta la válvula de control de dirección y a la HMU. Desde la HMU, el aceite piloto fluye a través de la válvula neutralizadora izquierda y mueve el carrete selector de dirección. Luego, el aceite fluye a través del carrete selector de dirección y mueve el carrete de dirección, para hacer que fluya aceite de presión desde la bomba de dirección secundaria hasta el extremo del vástago del cilindro de dirección izquierdo y hasta el extremo de la cabeza del cilindro de dirección derecho.

Unidad 2 Lección 3

2-3-18


NOTA: La bomba de dirección secundaria no produce la misma cantidad de flujo que la bomba del sistema de dirección principal. Las operaciones de dirección secundaria son más lentas, si se comparan con la operación normal. La dirección secundaria proporciona un método para poner la máquina en un lugar más seguro, si se presenta una falla en el sistema de dirección primaria o en el motor.

Unidad 2 Copia del Estudiante: Práctica de Taller 2.3.1

-1-


Ejercicio de práctica de taller Indicaciones: Identifique los componentes del sistema de dirección, relacionando las etiquetas con letras y números puestos en los componentes con los nombres en las hojas de trabajo. Después de identificar los componentes de la máquina, explique la función de cada uno y ubique y registre el número apropiado del elemento en el diagrama (hidráulico) para cada componente. Materiales de referencia Manual de operación y diagrama hidráulico del sistema de dirección.

Herramientas Ninguna

______ Tanque de aceite hidráulico Ubicación: Función: Número de elemento

______ Válvula de control de dirección Ubicación: Función: Número de elemento

______ Bomba de dirección Ubicación: Función: Número de elemento

1 . 3 . 2 r e l l a T e d a c i t c á r P : e t n a i d u t s E l e d a i p o C


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______ HMU Ubicación: Función: Número de elemento

______ Válvulas neutralizadoras Ubicación: Función: Número de elemento

______ Interruptor de presión de dirección primaria Ubicación: Función: Número de elemento

______ Interruptor de presión de dirección secundaria Ubicación: Función: Número de elemento

______ Cilindros de dirección Ubicación: Función: Número de elemento



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______ Motor y bomba de dirección secundaria Ubicación: Función: Número de elemento

______ Válvula de dirección secundaria Ubicación: Función: Número de elemento


NOTAS


-1-


Ejercicio de práctica de taller Indicaciones: Siga los procedimientos del Manual de Servicio para realizar las tareas en el sistema de dirección indicadas abajo. Ubique y registre las especificaciones dadas en el Manual de Servicio en el área apropiada de la hoja de trabajo. Realice las verificaciones de tiempo de dirección y las pruebas de presión, y registre las lecturas reales en la hoja de trabajo. Materiales de referencia Módulo apropiado de pruebas y ajustes del sistema de dirección del Manual de Servicio. Herramientas Las herramientas apropiadas, como se indica en la información de servicio. !

ADVERTENCIA

Para evitar posibles lesiones personales y daño al equipo, NO maniobre la dirección durante la prueba de reserva de presión de la bomba.

PRESIONES DE LA BOMBA DE DIRECCIÓN ESPECIFICACIÓ N

REAL

Reserva de presión baja Calado de presión alta Presión de margen PRUEBAS Y AJUSTES DE LA VÁLVULA DE ALIVIO DE DOBLE VÍA DEL CILINDRO DE DIRECCIÓN ¿Cuál es la función de las válvulas de alivio de doble vía de los cilindros de dirección?

Durante el procedimiento de la prueba, ¿aumentó la presión cuando se giró el tornillo de ajuste hacia la derecha? SÍ / NO ¿Dejó de aumentar la presión cuando la bomba alcanzó la presión de calado? SÍ

/

NO

¿Cuánto se debe girar el tornillo de ajuste después de que se alcanza la presión de calado de la bomba? 1/4 de giro

1/2 giro

3/4 de giro

Un giro completo

2 . 3 . 2 r e l l a T e d a c i t c á r P : e t n a i d u t s E l e d a i p o C


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PRUEBAS DE TIEMPO DE DIRECCIÓN 1. Realice la prueba tres veces. 2. Compare el tiempo promedio con la especificación dada en el manual de servicio.

Temp. aceite_°F 1a. prueba

2a. prueba

3a. prueba

Promedio

Tiempo de ciclo Especificación ¿El tiempo promedio está dentro de la especificación de la máquina? Sí__ No___

REVISIÓN Y AJUSTE DE LA VÁLVULA NEUTRALIZADORA DE DIRECCIÓN TOPE DE DIRECCIÓN IZQUIERDO

TOPE DE DIRECCIÓN DERECHO

Espesor de masilla después de la prueba Especificaciones ¿El ajuste de las válvulas neutralizadoras está dentro de las especificaciones? Sí__ No___

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